Der FDE-Zyklus oder Fetch-Decode-Execute-Zyklus , ist der grundlegende Prozess, durch den eine CPU (Central Processing Unit) Anweisungen ausführt. Es ist eine kontinuierliche Schleife, die sich wiederholt, bis die CPU nach unten versorgt wird oder auf eine Haltestelle trifft. Hier ist eine Aufschlüsselung jeder Phase:

* Fetch: Die CPU ruft die nächste Anweisung aus dem Speicher ab. Der Standort der nächsten Anweisung wird normalerweise in einem Register mit dem Namen Program Counter (PC) gespeichert. Der PC wird nach jedem Fetch inkrementiert, um auf die nächste Anweisung nacheinander zu verweisen.

* Decodieren: Die abgerufene Anweisung ist dekodiert. Dies beinhaltet die Übersetzung des Binärcode des Befehls in eine Reihe von Signalen, auf die die CPU verstehen und handeln kann. Der Decoder identifiziert den zu ausgeführten Vorgang (z. B. Addition, Subtraktion, Speicherzugriff) und die Operanden (die Daten, die die Operation verwendet). Diese Phase könnte bestimmen, welche Register oder Speicherorte beteiligt sind.

* Ausführen: Die CPU führt die dekodierte Anweisung aus. Dies kann die Durchführung eines arithmetischen Betriebs, die Verschiebung von Daten zwischen Registern oder Speicher oder die Kontrolle des Ausführungsflusss (z. B. Verzweigungen an einem anderen Teil des Programms) beinhalten. Das Ergebnis der Ausführung kann an einem Register- oder Speicherort gespeichert werden.

in einfacheren Worten: Stellen Sie sich ein Rezept vor (das Programm). Der FDE -Zyklus ist wie ein Koch, der dem Rezept folgt:

* Fetch: Der Küchenchef liest den nächsten Schritt im Rezept.

* Decodieren: Der Küchenchef versteht, was der Schritt bedeutet (z. B. "Mehl und Zucker").

* Ausführen: Der Koch führt den Schritt durch (mischt tatsächlich Mehl und Zucker).

Wichtige Überlegungen:

* Anweisungssatz Architektur (ISA): Die Einzelheiten des FDE -Zyklus variieren je nach ISA der CPU. Unterschiedliche ISAs haben unterschiedliche Anweisungsformate und Möglichkeiten zur Codierung von Anweisungen.

* Pipelining: Moderne CPUs verwenden Pipelining, das die FDE -Stufen mehrerer Anweisungen überlappt. Dies erhöht den Gesamtunterrichtsdurchsatz erheblich. Während das Konzept der Fetch-Decode-Execute zentral bleibt, ist die Ausführung nicht streng sequentiell.

* Interrupts: Der FDE -Zyklus kann durch externe Ereignisse (z. B. ein Tastatureingang oder ein Timer -Signal) unterbrochen werden, wodurch die CPU ihren aktuellen Anweisungen vorübergehend aushält und den Interrupt verarbeitet.

Der FDE -Zyklus ist der Kernmechanismus, durch den alle Computerprogramme ausführen. Das Verständnis der Grundstruktur ist entscheidend, um zu erfassen, wie die CPUs auf einem niedrigen Niveau funktionieren.